基于生产链视角的肉鸽食品质量控制系统研究

陆兴华，刘培浩，张 皓

（广东工业大学华立学院，广州 511325）

近几年来中国农业产业飞速发展，中国肉鸽食品产业也得到了突飞猛进的发展。肉鸽食品在国内占据的比重日益增加。但近几年来，全球有关食品安全的事件频繁发生，食品质量问题不仅损害人类的身体健康［1，2］，同时还会对整个国家的经济以及政治产生不同程度的负面影响，食品安全问题已经引起了社会相关人士的广泛关注。

现阶段大部分发达国家从自身利益出发，更加注重食品安全，设定了一套具体的食品安全监控体系。但中国部分食品生产者以及食品消费者缺少一定的安全意识，造成产品的质量严重不达标。如果相关工作人员不及时采取相应的防护措施，将会导致产品的质量下降，同时丧失市场竞争力。肉鸽产品的质量安全面临全新的局势，在保护国内市场的同时，如何有效控制肉鸽食品的质量也是当前需要解决的重要问题之一。文献［3］针对20 批次乳制品三聚氰胺的回收率进行质量控制分析，其设计了一种质量控制图，应用图示可准确有效地控制乳制品中三聚氰胺的分析质量，生产出高质量的乳制品；文献［4］为了提高有关金霉素产品的生产质量，对训练数据进行主元分析，并计算实时生产数据的负载矩阵，构建了一种基于动态阶段划分的多阶段质量预测控制系统，可改善生产过程的稳定性，有效应用到实际生产中。

上述相关研究并没有从生产链视角控制产品质量安全，为了保证肉鸽产品的质量安全，使消费者放心食用，本研究结合现阶段的发展需求，设计并提出基于生产链视角的肉鸽食品质量控制系统，通过仿真试验全面验证了所设计系统的有效性以及实用性，通过分析肉鸽生产链的生产模块，强调在肉鸽产品的生产和服务过程中，深入分析各个系统内的全部风险指标，提升肉鸽食品生产的系列价值。

1 系统设计

1.1 模块分析

系统的硬件部分在集成环境下完成设计。以下分别给出各个模块的作用以及功能。

1.1.1 肉鸽养殖模块 该模块主要通过各个环节的工作人员实时记录肉鸽的具体饲养过程以及相关饲养信息［5］。消费者能够利用系统对应的展示模块查询肉鸽养殖的具体操作过程。肉鸽养殖结束后，需要进行下一环节的操作，图1为肉鸽养殖模块的具体流程。

1.1.2 肉鸽屠宰模块 该模块主要根据相关标准完成肉鸽屠宰的过程［6］。肉鸽屠宰产业的角色划分为以下2 类：①肉鸽屠宰过程中的管理员；②肉鸽屠宰过程中的信息录入人员。其中肉鸽屠宰过程中的信息录入人员需要实时录入肉鸽在屠宰过程中的具体操作时间、地点以及消毒等相关工作。由肉鸽屠宰厂商对肉鸽进行分割编号、分割时间、分割班组，将其对应到各个负责人手中。

1.1.3 肉鸽销售模块 重点包含肉鸽产品销售的具体日期、具体地点以及销售负责人等信息。

1.1.4 宣传窗口模块 宣传窗口只提供给具有管理权限的用户进行使用，剩余系统默认的操作人员即为超级管理员。超级管理员不属于任何公司，它主要负责相关食品的展示［7，8］、企业工作监督等方面的工作。

1.1.5 设置模块 设置模块原则上也只能归超级管理员使用，它主要具有以下几方面功能：①创建对应的控制系统用户角色；②对不同的用户角色进行权限分配；③在系统中录入重要的数据；④积极响应相关公司的加盟等操作。

1.1.6 宣传公示网站模块 该模块主要包含7 个不同的子模块：①通过消费子模块有效查询消费者关于肉鸽食品的消费信息；②通过手机进行二维码扫描，获取具体的信息追溯接口；③企业信息子模块结合不同的机构形成全新的企业经营模式，同时将结合消费者的投诉信息，对比企业服务质量的好坏；④消费者根据不同模块提供的信息选取安全的食品；⑤监管机构子模块也就是对应的第三方结构，它能实时了解不同子模块的最新信息；⑥公共服务子模块为不同企业提供对应的管理需求；⑦公共参与子模块主要负责监督消费者的消费情况，同时也能将消费者在消费过程中遇到的难题及时反馈给相关部门。具体的操作是通过父层将监督消费者名称和反映情况的关键字采用数据表达，并进行排序。

1.2 基于生产链视角的肉鸽食品质量控制系统方法

肉鸽食品质量控制能有效降低恶性食品安全事件发生的概率［9］，同时提升不同供应链的利益。如果想要给出合理有效的风险控制策略，则需要深入分析各个系统内的全部风险。通过相关的信息理论以及反馈理论，借助计算机模拟技术获取对应的交叉学科。系统动力学能通过定性以及定量的方法有效分析以及模拟系统的动态行为。明确组建模型目标是整个模拟系统的基础，根据6 个模块分析，以28日龄的肉鸽饲养开始，以肉鸽食品得到消费者反馈结束，图2 为控制模型各模块之间的关系，各模块具体的安全控制模型的风险指标见表1。

图2 控制模型各模块之间的关系

根据表1 了解肉鸽食品安全的总体风险分布，分析不同子系统要素之间的风险关系。设定sij代表风险i所选用的风险控制措施，其中，i包括生产风险层和服务风险层的各项指标。在上述分析的基础上，详细分析肉鸽食品质量控制的主要环节，能得到不同子系统之间的因果关系，为后续的操作奠定坚实的基础。具体如图3 所示。

表1 肉鸽食品安全控制模型的风险指标

图3 肉鸽食品质量控制风险因素的因果关系

根据生产链要求，结合ISM 技术获取各个子系统的层次结构以及反馈关系，则有式（1）。

在上述分析的基础上，组建含有风险控制成本、风险发生率等目标的肉鸽食品质量控制模型，其中目标函数见式（2）。

式中，S表示肉鸽饲养日龄；C表示消费者可反馈程度；Pij表示肉鸽食品屠宰模块权限实施频率。

为确定风险控制成本的范围，将风险成本划分成多个不同的范围。为了选取合理有效的风险控制措施，需要将上述问题转换为背包问题，则能获取式（3）。

式中，Si表示风险可控制范围，其中约束条件为式（4）。

选用遗传算法对不同阶段的背包问题进行求解，获取对应阶段的肉鸽食品质量控制最优方案以及危险发生率x降低的最大值［10］，具体的计算见式（5）、式（6）。

式中，αij表示实际风控形式阈值。

分别对不同阶段进行同样的处理，获取有关控制成本以及风险发生概率的解集，以此选择对应的控制方案，具体的计算见式（7）。

根据肉鸽食品质量安全风险的控制模型，获取肉鸽食品质量控制系统内的最佳控制方案，可减少控制生产成本，同时选取最优的肉鸽食品质量控制方案，促使整个操作过程中的风险降至最低，有效控制肉鸽食品质量。

2 仿真试验

作为中国第四家禽的肉鸽，其饲养过程精细程度越来越高，为验证基于生产链视角的肉鸽食品质量控制模型的控制程度，设定以成本控制、饲料选取规格、肉鸽食品质量为指标的3 次试验。

2.1 生产链全过程的成本控制

为了验证所设计基于生产链视角的肉鸽食品质量控制系统的综合有效性，在试验环境为Windows XP，AMDAthlon（tm）64×2Dual Core Processor3800+2.0 GHz，1 GB RAM 的情况下测试肉鸽生产量总成本。图4 给出3 种不同控制系统的风险降低率对比结果，测试不同生产规模样本下生产链内部的成本风险率。由图4 可知，本研究所设计控制系统的风险降低率明显高于其他2 种控制系统，说明应用该模型的控制系统具有较好的风险降低率，可有效降低生产链各个阶段的成本风险，成本风险越低，肉鸽食品生产质量越高。

2.2 饲料选取规格

测定在肉鸽饲养过程中饲料选取规格是否满足肉鸽生长营养需求，以种鸽“平衡饲料+原粮”的喂养为标准（表2）。与文献方法对比测试，得出喂养阶段的饲料选取拟合程度，结果如图5所示。由图5可知，本研究方法选取的饲料代谢吸收能力较强，高于其他2种方法，说明该模型对饲料的选取控制能力较强，可在生产链的初始阶段即达到较高的肉鸽产品质量。

2.3 肉鸽食品质量

应用本研究方法和文献方法对同一生产批次的上海崇明食品企业的肉鸽食品进行检测。将肉鸽剪碎后，选取同等质量的肉量，采用色彩色差仪和膨胀仪对食品中的水分、蛋白质和脂肪进行测试，以《食品中水分的测定》进行水分测定，参照《食品中蛋白质的测定》测定蛋白质，以《肉及肉制品中脂肪含量测定》测定脂肪（图6）。由图6 可知，本研究方法的蛋白质测定结果远远高于文献［3］和文献［4］的测定结果，同时，水分和脂肪的含量也高于其他2 种方法，并接近标准值，说明应用该模型的质量控制系统在产品生产过程中可有效控制肉鸽食品中的蛋白质、脂肪、水分含量，使其符合标准。

图4 3 种不同控制系统的风险降低率对比结果

表2 饲料选取的标准值

图5 肉鸽饲料选取拟合程度对比结果

图6 肉鸽食品质量对比检测结果

3 小结

针对传统的肉鸽食品质量控制系统存在控制成本较高、控制效果较差等问题，本研究设计并提出基于生产链视角的肉鸽食品质量控制系统。通过仿真试验表明，所设计控制系统能有效减少控制成本的同时，获取较为理想的控制效果，可提高肉鸽食品质量，但是本研究方法受到检测过程繁杂性的影响，没有突出肉鸽食品销售过程中的渠道质量控制，未来会在这方面加大研究力度。